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地铁工程气体灭火剂的选用

时间:2017-08-11 08:30:07 来源:未知

主要介绍地下建筑空间气体消防灭火剂的选用及其主要优缺点,对惰性气体IG541 和七氟丙烷做重点对比分析。

  气体灭火在上世纪八九十年代,我国气体消防系统采用的灭火剂大多是卤代烷1301 ,当时,人们认为卤代烷1301 是适合各种不同类型火灾的最佳的火焰抑制剂。但是,由于其对环境的影响,对大气臭氧层的破坏,不同程度造成全球变暖,1993 年在加拿大出台了《蒙特利尔协定》,限制生产破坏臭氧层的物质,并规定到2005 年全球禁止使用。我国在此基础上相应制定了《卤代烷整体淘汰计划》等文件,并于1998 年1 月正式实施,2001 年8 月1 日公安部发布了公消[ 2001 ] 217 号文《关于进一步加强卤代烷替代品及其替代技术管理的通知》。根据《通知》要求,今后我国可使用以下几类灭火剂:卤代烃类,如七氟丙烷、三氟甲烷、六氟丙烷等; 惰性气体类,如IG541 、IG100 、IG01 、IG55 等,其它灭火剂:高低压CO2 、细水雾、气溶胶等; 新型灭火剂: 超细干粉、SDE 灭火剂等。
 
  气体灭火剂性能对比及选用
 
以某市地铁工程气体灭火系统方案设计一期工程为重点研究对象,同时考虑全线将来贯通后作为一个完整的系统工程,指导全市轨道交通线网中各线气体灭火系统的设计。主要包括地下车站、控制中心、主变电站气体灭火系统的设计。
气体灭火系统设计按照“安全可靠、经济适用、技术成熟、保护环境”的指导思想选用灭火剂、优化系统方案、配置设备。为尽可能地减少对人类赖以生存的环境的干扰和破坏,20 世纪80 、90 年代,多种替代卤代烷类灭火剂的自动灭火技术得到飞跃性地发展,国际、国内相继开发出多种新型灭火方式和灭火剂。根据地铁工程的特点,从系统性质、灭火机理、使用安全性、可靠性、环保性、维护管理、设备投资等方面进行综合分析比较,选取安全、有效、经济的灭火剂。
各种灭火剂的基本参数详见表1
各种灭火剂的特点比较详见表2 。
根据我国地铁工程的设计实例,在地铁工程中应用的自动灭火系统早期为1301 灭火系统,我国加入《蒙特利尔协定》后,深圳地铁一期工程选用了七氟丙烷自动灭火系统,广州、上海、北京等地铁工程中均选用了IG541 自动灭火系统。
综上所述,按成熟可靠、经济合理并通过实践运营检验的选用原则,从上述气体灭火剂中筛选出IG541 、七氟丙烷两种适合地铁工程使用的灭火剂,并进一步做技术经济比较。

表1  灭火剂基本参数表
名称 七氟丙烷 三氟甲烷 六氟丙烷 二氧化碳 氮气、氩
气、二氧化
碳混合物
氩气 氮气 氮气、氩
气混合物
细水雾 超细干粉 SDE
化学∕商
品名称
HFC227ea HFC- 23 HFC- 236fa 高、低压
二氧化碳
IG541 IG01 IG100 IG55 Water mist 超细干粉 气溶胶
成份∕
分子式
CF3CHF
CF3
CHF3 CF3CH2
CF3
CO2 N2 52﹪
Ar 40﹪
CO2 8﹪
Ar 100﹪ N2 100﹪ N2 50﹪
Ar 50﹪
H2O 平均粒径不
大于5μm
的白色固体
粉末
天然碳素材
料+ 气体催
化剂+ 气化
速率稳定剂
+ 氧化反应
降温剂+ 其
它物质
分子量 170 70 152 44 34.0 39.9 28.02 33.95 18 -- --
灭火机理
化学抑
化学抑
制、窒息、
冷却
化学抑
制、窒息
化学抑
制、窒息、
冷却
窒息灭
火、冷却
窒息灭火 窒息灭火 窒息灭火 窒息灭火 表面冷却、
窒息、阻隔、
稀释
抑制、阻隔、
冷却
窒息、冷却、
抑制燃烧反
设计灭火
浓度( %)
5. 8~10 14. 9~23. 8 无数据 34~58 37.5~52 38~52 40. 3~51 37. 8~52 -- 64. 4g/ m3 9
施放时间 ≤10s ≤10s 无数据 ≤60s ≤60s ≤60s ≤60s ≤60s ≥600s ≤60s ≤38s
贮存压力
MPa(20 ℃)
2.5/ 4.2/ 5.6 4.2 2.5 2.07/ 5.17 15/ 20 16/ 20 13/ 16 15/ 20 低压≤1. 2 ,
中压1. 2‘3.
45 ,高压≥
3. 45
1.6 1.6
灭火剂
毒性
NOAEL
= 9.0
LOAEL
= 10.5
NOAEL
= 50
LOAEL
> 50
NOAEL
= 10
LOAEL
= 15
4 %浓度
人体不适,
20 %可致
人死亡
NOAEL
= 43
LOAEL
= 52
NOAEL
= 43
LOAEL
= 52
NOAEL
= 43
LOAEL
= 52
NOAEL
= 43
LOAEL
= 52
对人体没
有影响
对人体没
有影响
NOAEL
= 15
LOAEL
= 17.5
臭氧层损
耗值ODP
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
灭火剂在
大气中寿
命ALT
31年 280 年 无数据 大气中
存在
大气中
存在
大气中
存在
大气中
存在
大气中
存在
大气中
存在
无数据 无数据
温室效应
GWP
0.6 9000 无数据 1 0 0 0 0 0 ≤0.5 ≤0.35

表2  灭火剂特点比较表
名称 七氟丙烷 三氟甲烷 六氟丙烷 二氧化碳 氮气、氩
气、二氧化
碳混合物
氩气 氮气 氮气、氩
气混合物
细水雾 超细干粉 SDE
灭火
效率
灭火浓度
较低、灭火
剂用量较
少、灭火时
间短、有复
燃可能性
灭火浓度
较低、灭火
剂用量较
少、灭火时
间短、有复
燃可能性
灭火浓度
较低、灭火
剂用量较
少、灭火时
间短
灭火浓度
高、灭火剂
用量多、灭
火时间长
灭火浓度
较高、灭火
剂用量较
多、灭火时
间较长
灭火浓度
较高、灭火
剂用量较
多、灭火时
间较长
灭火浓度
较高、灭火
剂用量较
多、灭火时
间较长
灭火浓度
较高、灭火
剂用量较
多、灭火时
间较长
灭火浓度
高、灭火剂
用量较多、
灭火时间
灭火浓度
低、灭火剂
用量少、灭
火时间较
灭火浓度
较低、灭火
剂用量较
少、灭火时
间短
环境
保护
有温室效
应、在大气
中寿命较
温室效应
较严重、在
大气中寿
命很长
有温室效
应、在大气
中寿命较
有温室效
清洁环保 清洁环保 清洁环保 清洁环保 清洁环保 有温室效
有温室效
人员
安全
灭火时释
放氢氟酸、
在此环境
内超过一
分钟, 人就
有生命危
灭火时释
放氢氟酸
灭火时释
放氢氟酸
最小设计
灭火浓度
( 34 %) 大
大超过了
人的致死
浓度,危险
性极大
灭火浓度
过大时,
CO2 的含
量接近于
4 %, 有可
能对人体
造成危险
基本无影
基本无影
基本无影
基本无影
形成烟雾,
能见度降
形成烟雾,
能见度降
设备
安全
含酸性分
解物, 产生
结露, 对设
备造成损
含酸性分
解物, 产生
结露, 对设
备造成损
含酸性分
解物, 产生
结露, 对设
备造成损
水分冷凝
对电子设
备造成严
重污损,水
中溶解了
CO2 及碳
酸, 对芯
片、电路有
较大影响
基本无影
基本无影
基本无影
基本无影
系统喷放
后是否会
对电子电
气设备造
成二次危
害需待实
体火灾试
验来确定
残留的微
粒尘遇到
水分时呈
弱碱性,对
特定的设
备造成损
残留的微
粒尘遇到
水分时呈
弱碱性, 对
特定的设
备造成损
适用
规范
气体灭火
系统设计
规范、气体
灭火系统
施工及验
收规范、广
东、北京等
地方标准
北京等地
方标准
二氧化碳
灭火系统
设计规范
气体灭火
系统设计
规范、气体
灭火系统
施工及验
收规范、陕
西、北京等
地方标准
广东、北京
等地方标
湖北地方
标准
江苏地方
标准
技术
成熟
有成熟的
使用经验、
地铁工程
有应用
有一定的
使用经验、
地铁工程
尚无应用
实例
国内基本
无使用经
有成熟的
使用经验、
地铁工程
尚无应用
实例
有成熟的
使用经验、
地铁工程
应用广泛
国内基本
无使用经
国内基本
无使用经
国内基本
无使用经
有一定的
使用经验、
广州珠江
新城集运
系统
无管网灭
火系统有
一定的使
用经验、地
铁工程尚
无应用实
无管网灭
火系统有
一定的使
用经验、地
铁工程尚
无应用实

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